Как заварить чугун полуавтоматом с углекислотой

Как самостоятельно варить чугун полуавтоматом

Сварка чугуна полуавтоматом

Сварка чугуна

Чугун применяется для производства коллекторов, шкивов и труб. Материал характеризуется хорошими литейными качествами, что помогает получать изделия разной конфигурации. Однако сплав имеет существенный недостаток – хрупкость. При ударах возникают повреждения, для устранения которых применяется сварка чугуна полуавтоматом. Существует несколько способов применения такого оборудования.

Чугун

Как правильно варить чугун разными видами сварки

Чугун представляет собой сплав железа с углеродом, с содержанием последнего больше 2%. Из-за низкой по сравнению со сталью температуры плавления (1200 – 1250 оС) он быстро переходит из расплавленного состояния в твёрдое. При этом в шве образуются поры по причине интенсивного выделения газов из сварочной ванны, продолжающегося и на стадии кристаллизации. Чтобы правильно определить, как варить чугун, необходимо учитывать следующие особенности:

  • ускоренное охлаждение ведет к образованию отбеленной прослойки (цементита) в зоне около шва и создает трудности его дальнейшей механической обработки;
  • его высокая при неравномерном нагреве или охлаждении вызывает появление трещин в процессе сварочных работ;
  • высокая текучесть чугуна в жидком состоянии вызывает необходимость использования подформовки;
  • сильное образование газов в жидкой ванне вызывает пористость сварных швов.

Сварка чугуна полуавтоматом: особенности и правила

Сварка чугуна полуавтоматом — относительно простая разновидность работ. Но как и в любых других сварочных манипуляциях, тут есть свои важные особенности и правила. Необходимо учесть нюансы каждого способа, обратив внимание на рекомендации специалистов.

Технология сварки чугуна аргоном: советы опытных сварщиков

Чугунные сплавы в больших объемах используются для производства литых и кованых металлоизделий. Для реставрации деталей с высоким содержанием углерода обычные методы сварки малоэффективны. Только при использовании дуговой сварки чугуна в аргоне можно получить прочные соединения. Технология сваривания чугунных элементов в среде аргона была разработана с учетом особенностей сплава.

Сварка чугуна аргоном

Соединение чугунных заготовок полуавтоматическим сварочным аппаратом: горячий и холодный способы

Чугун, несмотря на его условную хрупкость, остается одним из самых востребованных конструкционных металлов. Этому способствует твердость материала, стойкость к знакопеременным и усталостным нагрузкам, высокая теплоемкость.

Почему трудно варить чугун?

Вопрос о том, можно ли варить чугун полуавтоматом, не зря беспокоит многих людей. Соединение сторон из этого материала действительно имеет ряд специфичных особенностей:

  1. Высокая текучесть чугуна проявляется при формировании шва, где сварочная ванна слишком жидкая. Из-за этого труднее визуально контролировать качество образования соединения. При попытке заварить тонкие пластины из чугуна частым дефектом являются прожиги металла и вытекание его капель на противоположную сторону. Чтобы предупредить эти нежелательные проявления используют графитовые подкладки, поддерживающие пластины с обратной стороны. Научиться формировать шов при высокой текучести металла можно попрактиковавшись на тренировочных изделиях из аналогичных сплавов.
  2. Второй сложностью является низкая температура плавления материала. Из-за высокой температуры от электрической дуги, чугун в зоне сварки быстро перегревается. Вследствие чего, при остывании образовываются микротрещины между основным и наложенным металлом. Перекаливание дополнительных примесей в чугуне (марганец, кремний) приводит к возникновению в структуре шва цементитов, что осложняет последующую обработку соединения шлифовальными инструментами. Чтобы предотвратить эти дефекты прибегают к предварительному подогреву материала, и процедуре постепенного остывания изделия.
  3. Сваривать качественно чугун сложно из-за большого количества пор, появляющихся в результате выделения углерода, при взаимодействии с кислородом. Даже при последующей обработке шов может иметь непривлекательный вид и слабую сопротивляемость на излом. Чтобы защитить соединение используют омедненную проволоку, а работа ведется в среде инертного газа. Обязательным условием при сварке чугуна является содержание флюса в проволоке.

Сложности сваривания чугуна

Металл с высокой степью текучести легко прожигается электрической дугой. Подвижность расплавленного чугуна усложняет формирование шва, металл вытекает из ванны. Минимизировать этот недостаток удается прокладками из графита. Другая проблема сварки чугунных изделий – склонность к перегреву при термическом воздействии.

Неправильный выбор температурного режима может вызвать перекалку сплава в околошовной зоне. Низкоплавный чугун при перекаливании склонен к образованию околошовных трещин, которые сложно удалить шлифованием. С проблемой удается справиться предварительным нагревом заготовок перед аргонной сваркой и медленным охлаждением рабочей зоны. Температуру снижают постепенно, чтобы обеспечить прочность шва.

Обратите внимание!

Неравномерный нагрев и резкое охлаждение провоцирует хрупкость чугуна.

Пористость соединения – еще один возможный дефект сваривания чугуна. Это объясняется физико-химическими свойствами сплава. Активное газообразование приводит к пористости сварных швов. При нагреве углерод активно вытесняется кислородом. Для защиты ванны расплава применяется порошковый флюс. Он также вводится в состав наплавочной проволоки, используемой при работе с чугунными деталями или другими изделиями. Компоненты, формирующие шлаковую корку, препятствуют образованию пор. Флюс также снижает риск окисления кремния – это причина образования тугоплавких оксидов и непроваренных участков.

Чугун очень хрупкий и легкоплавкий металл, поэтому при сварке необходимо строго соблюдать технологию

Способы сварки чугунного блока цилиндров

Для надежного устранения мелких дефектов в виде трещин существует несколько результативных методик. Сложности возникает при ремонте алюминиевых сплавов. Это связано с изменением свойств металла при нагреве, образованием тугоплавкой оксидной пленки. Алюминиевый блок двигателя требует определенных навыков газовой сварки. В случае, если трещины появились в чугуне, сварку чугунного блока осуществляют тремя способами:

  • при нагреве всего,
  • фрагментарно разогревая ремонтируемую зону, применяется, когда невозможно габаритный корпус разогреть полностью,
  • электросваркой по холодной поверхности, этот метод наиболее популярен из-за простоты исполнения и качества заделки трещин.

Сварка блока двигателя

Сварка блока двигателя

Горячая сварка

По технологии свариваемую деталь необходимо разогреть до +600-700°C, это делается в специальных печах, горнах. Умельцы осуществляют процесс в кожухах с асбестовой прослойкой. Для этого используют газовые горелки. При прогреве металл сохраняет пластичность, вязкость. Лучше сваривается электродуговым методом жидкой ванны с использованием электродов марок МНЧ-2, ОМЧ-1, ОМЧ-2, ОЗЧ-2, ОЗЖН-1, ЦЧ-4.

Читайте также: Как сварить ленточную пилу

Метод применяется для заделки трещин в труднодоступных местах. В кожухе делаются специальные отверстия для заделки дефектов. Разогрев осуществляется медленно, так как резкий перепад температуры ухудшает качество чугуна.

Холодная сварка без предварительного нагрева блока

Процесс устранения трещин осуществляется тремя методами:

  • электродуговой с использованием флюса, присадочных чугунных прутков, графитовых или угольных электродов,
  • ручным методом с использованием защитной атмосферы (аргон), электрод должен содержать графитизаторы, уменьшающие хрупкость шва,
  • полуавтоматом с присадочной порошковой проволокой в атмосфере углекислого газа. Холодные метод ремонта металла экономичнее, он предусматривает нагрев зоны в районе шва до температуры + 80°С.

Что учесть в организации защитной среды?

Следует предусмотреть два аспекта. Во-первых, это оборудование, которое обеспечит подачу газа к горелке. Во-вторых, непосредственно тип и свойства газа. Для технической организации потребуется баллон с соответствующим наполнением и монтажно-соединительная арматура с соплом, редуктором и прочей необходимой оснасткой. Что касается второго аспекта, сбалансированная сварка чугуна полуавтоматом в углекислой среде является наиболее распространенным методом. Углекислый газ как таковой является самодостаточным и обеспечивает нужную защиту для сварки. Другое дело, что он не всегда гарантирует устойчивость дуги и при высокоточных работах проявляет себя не лучшим образом. Альтернативным вариантом выступит аргоновая или углекислотно-аргоновая смесь, которая открывает больше возможностей для получения модифицированных легированных сплавов.

Читать также: Виды застежек на ремнях

Можно ли заварить чугун полуавтоматом

Способы сварки чугуна

Сразу стоит заметить: если Вам нужно сделать сварочный шов по чугуну — не нужно экспериментировать! Не надо варить такой металл стальными электродами — шов трескается в 100% случаев. То же касается и полуавтомата с использованием проволоки для варки стали!
В основном, для сварки чугунных деталей используется две основные технологии: горячая и холодная. Также может применяться и полугорячий метод варки такого металла.

Холодный способ варки

Такой метод позволяет варить чугун без предварительного нагрева деталей. Особенно он актуален, когда конструкции имеют довольно большие габариты.

Обязательное условие такого способа — это использование специальных электродов.

Обычно для этого выбирают расходники, в составе которых есть железо, медь и никель. Эти элементы не приводят к образованию сплавов с углеродом, от чего шов не получается слишком хрупким.

ПОСМОТРЕТЬ Расходники на AliExpress →

Горячий и полугорячий способы

Это более надежные методы сварки чугуна. Детали предварительно разогревают либо в печах, либо специальными индукционными нагревателями (промышленные масштабы).

Главное — это соблюдение температурных режимов. Чугун нельзя нагревать более чем на 600 градусов. Иначе начинается процесс, которого и пытаются избежать во время сварки — изменение структуры и отбеливание (образование белого вида чугуна).

Этот способ может быть нескольких видов в зависимости от того, до какого показателя происходит нагрев. Например, при полугорячем способе детали нагреваются в пределах от 350 до 400°, а теплый предусматривает подогрев в пределах 250 градусов.

После завершения сварки детали нужно медленно охлаждать (иногда до 5 суток!), чтобы шов не треснул от слишком быстрого снижения температуры.

Горячие способы сварки более трудоемки. Но позволяют при этом получить качественные соединения.

Подготовка

Чугун перед сваркой требуется аккуратно вычистить. Недопустимы даже малейшие частицы грязи или пленок. Снимать следы масла помогает использование растворителей. Грубые дефекты убирают шлифовальной машинкой. Кромки расширяют по длине той же болгаркой.

Но зачищать металл требуется предельно тщательно. Его лучше снять послойно, потратить больше времени, нежели повредить изделие. Трещины заваривают, предварительно засверливая проблемные точки. В противном случае прямо в ходе сварки трещины будут расползаться.

Важно: на всех деталях, чья толщина больше 5 мм, на краях требуется сформировать фаску; угол ее формирования составляет 45-60 градусов.

Тонкие чугунные изделия надо варить, применяя подкладки из графита. Если их нет, расплав может вытечь и прожечь металл полностью. Сварочную проволоку подбирают сообразно применяемому варианту сварки. Для «холодной» методики нужна ПП АНЧ-1. Для полугорячего способа правильнее использовать ПП АНЧ-2, а для горячего — ПП АНЧ-3.

Разновидности доступных методов сварки

Способ выбирают с учетом назначения соединяемых деталей. Методы отличаются скоростью формирования соединения, стоимостью работ.

Холодный способ сварки

Это наиболее простой метод соединения заготовок из сплава с большим содержанием углерода. Материал не прогревают перед началом работы, он должен иметь комнатную температуру. Холодный способ предназначен для сварки конструкций, подвергающихся минимальным нагрузкам. Он может использоваться для реставрации истертых поверхностей чугунных изделий.

Непрерывная подача присадочного материала помогает быстро формировать шов, выполнять объемные ремонтные работы за небольшой промежуток времени. Соединение, получаемое холодным способом, отличается средними эксплуатационными качествами.

Холодный способ сварки

Полугорячий метод

Перед тем как варить чугун полуавтоматом этим способом, заготовки нагревают до +350 °С. Для этого применяют жар от углей, создающий нужные условия. Подготовительные работы препятствуют изменению структуры чугуна при сварке. В таком случае под воздействием электрической дуги появляется меньшее количество трещин.

Технология используется при сборке конструкций, подвергающихся средним нагрузкам.

Горячий способ сварки

Этот метод используется при необходимости получения прочного сварного соединения. Перед началом работы заготовки нагревают до +600 °С. Для этого применяют установки, вырабатывающие индукционные токи. Кабели подсоединяют к детали, измерительное устройство контролирует температуру. После достижения нужных значений возбуждается электрическая дуга, с помощью которой формируют шов.

Горячий способ сварки

Снизить вероятность образования трещин помогает оставление конструкции в золе до полного охлаждения. Длительность периода остывания зависит от толщины заготовки.

Горячий метод помогает получить прочный надежный шов, однако он сопряжен с существенными временными и материальными затратами.

Оборудование и расходные материалы

Для получения хороших соединений из трудносвариваемых сплавов используют любые полуавтоматы. Основными критериями являются соответствие максимальной силы тока аппарата, необходимой для проплавления конкретной толщины металла. Настраиваемые параметры силы тока и скорости подачи проволоки схожи со сваркой обычной стали.

Проволоку применяют специализированную маркировок: ПП АНЧ-1, а также с номерами 2 и 3. Каждый номер предназначен для конкретного метода (холодного, полугорячего, горячего). Проволока имеет трубчатое строение и содержит внутри порошок-флюс, обеспечивающий защиту сварочной ванны от воздействия кислорода. Обогащение накладываемого металла специальными примесями содействует высокой растяжимости шва, и сопротивлению на разрыв. Благодаря проволоке АНЧ возможно не только устранять мелкие дефекты в чугуне, но и производить полноценные швы, прочно соединяющие этот специфичный металл.

Для сваривания чугуна применяют подачу газа, дополнительно защищающего сварочную ванну. В зависимости от назначения изделия и количества примесей в сплаве, можно использовать углекислый газ в чистом виде или его смесь с аргоном, где последнего будет 80%. Показатели подачи с манометра в горелку должны составлять 6-11 литров. Это оптимально защитит расплавленный металл от вытеснения углерода.

Описание процесса

Оптимальная технология горячей сварки чугуна полуавтоматом подразумевает сначала прогрев металла до 600 градусов, а затем немедленное начало работы. Степень разогрева надо внимательно проконтролировать. Если все же перегрев допущен, придется исключить малейшее попадание воды. Даже единственная капля может спровоцировать растрескивание и окончательную порчу изделия. Само сварочное оборудование должно быть тщательно настроено.

Полуавтомату задают слабый постоянный ток и обратную полярность. Чтобы четко сварить чугун полуавтоматическим способом, необходимо вести держатель под углом от 50 до 60 градусов.

Важно: все время работы следует контролировать визуально кончик проволоки и весь ход процесса. Швы формируют послойно, делая 2 или даже 3 прохода.

Нежелательны перемещения в поперечной плоскости или колебания во время создания первого шва – это приемлемо только при работе со сталью.

Второй и последующие проходы позволяют немного расслабиться и водить кончиком проволоки в поперечной плоскости. Когда сварка завершена, шлак аккуратно удаляют. Остывание металла будет идти равномернее, если его накрыть или обсыпать негорючими материалами.

Рекомендация: стоит заблаговременно потренировать навык быстрого выполнения шва и аккуратной подачи проволоки. Защищать сварочную ванну от проникновения кислорода помогает подача инертных газов, прежде всего аргона.

Полуавтоматы базового уровня отличаются однокорпусным исполнением. В общем модуле содержатся:

  • генератор сварочного тока;
  • двигатель, подающий проволоку;
  • редуктор;
  • пассивные части толкающего механизма;
  • газовая нагнетательная система;
  • блок управления.

Многие люди пытаются заварить с углекислотой различные чугунные изделия. Частая причина их неудач — несоблюдение технологии. Чтобы нейтрализовать частично угарный газ, нужно применять проволоку с небольшой концентрацией марганца. Рекомендуется подключать ток с обратной полярностью, иначе невозможно получить, действительно, стабильную дугу. Но прямая полярность вполне допустима, когда идет наплавка металла.

В углекислотной среде можно применять осцилляторы. Темп подачи проволоки выбирают такой, чтобы дуга оставалась стабильной при конкретном напряжении.

Особое внимание следует уделять размеру рабочего сегмента электродов. Очень большой вылет приводит к порче шва. Очень короткие электроды усложняют наблюдение за процессом, и часто предотвратить выгорание наконечника оказывается невозможно.

Выбор присадки и оборудования

Для аргонодуговой сварки чугуна используют полуавтоматы или автоматический сварочный аппарат. В качестве присадки используется сварочный пруток различных марок. От типа присадочной проволоки зависит качество шва. Пластичность шовного валика обеспечивает никель. Мель придает повышенную твердость. При использовании в качестве присадки одновременно двух легирующих металлов Ni и Cu, удается формировать шовные валики средней твердости.

Диаметр присадочных прутков должен быть соразмерен толщине свариваемых деталей, составляет до ½ размера заготовки. Проволока выпускается в виде металлической полой трубки, внутрь которой помещается порошковый флюс.

  • ПП-АНЧ-1 — для декоративной реставрации отливок горячей сваркой, устраняются недоливы, раковины, пористость;
  • ПП-АНЧ-2 — для заделки крупных дефектов с предварительным прогревом заготовок до +300°C;
  • ПП-АНЧ-3 — для заварки горячих отливок, нагретых до температуры + 400…600°C;
  • ХЧ и БЧ – проволока для получения износостойких швов.

Полезные советы

В некоторых случаях полезнее использовать «дедовский» метод сварки чугуна. Этот вариант подразумевает использование «простого» электрода. Предварительно все неровности и шероховатости устраняют при помощи УШМ. Электрод нужно обмотать медной проволокой. «Минус» подают на деталь, а «плюс» – на электрод. Рекомендуемое напряжение — 80 А.

Перегревать чугун категорически нельзя – это даже более вредно, чем недостаточный подогрев. После окончания работы шов обстукивают молотком, зачищают и смотрят на полученный результат. Самые сложные участки можно проварить на 120-125 А. Сварка без меди нецелесообразна, потому что качество шва окажется слишком слабо.

Довольно часто звучит вопрос, как приварить к металлу чугун или, иными словами, как соединить его со сталью.

Тут также выделяются уже известные 3 ключевых метода — холодный, горячий и промежуточный режимы. Предпочтение надо отдавать второму типу, потому что он позволяет добиться максимально добротной связи свариваемых изделий. Однако надо понимать, что это наиболее долгий и трудоемкий процесс. Полугорячий метод подходит только для высоколегированных сплавов. А холодная методика рекомендована исключительно при наплавке, потому что в других случаях она не работает.

Соединить сталь с чугуном помогут электроды:

  • ЦЧ-4;
  • ОЗЧ-2;
  • МНЧ-2.

Как варить чугун, смотрите далее.

Особенности сварки чугунных сплавов

Шов от сварки чугуна полуавтоматом

Это не самый удобный металл с точки зрения доступности к термическому расплаву. Сложность работы с чугуном обуславливается следующими его характеристиками:

Исправление сварочных дефектов

Способ устранения зависит от типа недостатка:

  1. Кратер, представляющий собой углубление в конечной точке, снижает прочность соединения. Его повторно заваривают, обрывая дугу на готовом участке шва.
  2. Подрез – местное утончение металла устраняют путем наплавления нового слоя. При небольшой глубине дефекта обходятся механической чисткой.
  3. Непровар возникает при неправильных прерывании и возобновлении сварочного процесса. Такие дефекты негативно сказываются на устойчивости соединения к ударам. Для устранения непровара повышают силу тока.
  4. Наплыв образуется при попадании расплава на поверхность детали. Для предотвращения его возникновения увеличивают напряжение дуги, уменьшают расход присадки. Устраняют дефект механическим способом.
  5. Прожог представляет собой сквозное отверстие, образующееся при вытекании расплава. Для устранения дефекта повторно очищаются и провариваются поврежденные участки.

Прочность готовой конструкции зависит от качества сварки. Поэтому после завершения работ тщательно осматривают шов.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Егор Новиков
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий